益生元在養(yǎng)魚生產(chǎn)中的應(yīng)用研究

汪月霞

(上海市青浦區(qū)水產(chǎn)技術(shù)推廣站，上海 201799)

在動物性食品生產(chǎn)中，魚肉生產(chǎn)是增長最快的領(lǐng)域之一，不但為人們提供大量的優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)，更是保障世界糧食安全的重要補(bǔ)充。然而近年來養(yǎng)魚所需的蛋白質(zhì)飼料原料價格不斷上漲，進(jìn)而導(dǎo)致養(yǎng)殖成本上升；與此同時，集約化養(yǎng)殖中使用抗生素降低了水產(chǎn)品的質(zhì)量，也對人體和生態(tài)環(huán)境造成極大危害。而養(yǎng)魚生產(chǎn)中使用益生元可以改變機(jī)體代謝、提高免疫力、減少疾病發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)，并促進(jìn)魚生長，是實(shí)現(xiàn)魚的綠色養(yǎng)殖和生態(tài)養(yǎng)殖重要方法之一，也為水產(chǎn)養(yǎng)殖“提質(zhì)增效”提供了新思路。

一、益生元對魚的健康水平影響

集約化養(yǎng)魚可能導(dǎo)致多種傳染病暴發(fā)，每年造成的損失高達(dá)百億元。因此，提高魚的健康水平是養(yǎng)殖的關(guān)鍵。養(yǎng)魚生產(chǎn)中持續(xù)使用抗生素可能會促進(jìn)抗生素耐藥菌的產(chǎn)生，導(dǎo)致水產(chǎn)品中藥物殘留，破壞水生環(huán)境中的微生物群落并抑制魚的免疫系統(tǒng)，導(dǎo)致水產(chǎn)品質(zhì)量降低并破壞生態(tài)平衡。因此，在全球抗生素的使用正逐步受到嚴(yán)格限制的大背景下，作為抗生素的替代品，益生菌、益生元和合生元等被用于養(yǎng)殖魚和其他動物生產(chǎn)中，以提升動物健康水平。

1.提升魚腸道健康水平

腸道菌群平衡是魚腸道健康的關(guān)鍵，益生元可以作為魚腸道中有益菌的“培養(yǎng)基”，促進(jìn)魚腸道中有益菌的定植，從而增強(qiáng)腸道中有益菌的活力，降低有害菌數(shù)量。Hoseinifar S H(2016)研究發(fā)現(xiàn)，將短鏈低聚果糖添加于飼料后飼喂鯉魚，結(jié)果鯉魚腸道菌群中益生菌的豐富度顯著增加。此外，Dimitroglou A(2011)的研究也表明，飼料中補(bǔ)充了益生元的試驗(yàn)組，魚腸道中短鏈脂肪酸的含量顯著升高，而短鏈脂肪酸是調(diào)控魚腸道健康的關(guān)鍵物質(zhì)。因此，益生元可以提升魚腸道健康水平。

2.提升魚的免疫功能

魚的免疫力強(qiáng)弱直接決定了魚產(chǎn)量和收益的高低。因此，提高魚免疫力對養(yǎng)殖至關(guān)重要。林城麗(2017)的研究表明，在飼料中補(bǔ)充了0.32%的角黃素試驗(yàn)組中，黃金錦鯉抗氧化能力顯著提升，具有提升宿主免疫能力的功能。此外，Zheng Z L(2011)的研究也發(fā)現(xiàn)，在飼料中添加半乳糖寡糖，試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)添加組中性粒細(xì)胞釋放的氧自由基含量顯著升高，當(dāng)試驗(yàn)用羅非魚被嗜水氣單胞菌攻毒后，其存活率顯著提高。

二、益生元對魚生長性能的影響

益生元在養(yǎng)魚過程中的積極作用主要是提高魚的生長性能和飼料利用率，這些作用主要與消化酶活性或腸道形態(tài)變化導(dǎo)致的對營養(yǎng)物質(zhì)利用率提高有關(guān)。

1.提升魚腸道中消化酶活性

在養(yǎng)殖中使用益生元可以提升魚的蛋白酶、脂肪酶或淀粉酶活性，而消化酶活性的提升有助于提高魚對飼料營養(yǎng)的利用率。Soleimani(2012)的研究表明，益生元可以調(diào)節(jié)腸道菌群，在喂食益生元的魚中觀察到消化酶活性增加，這可能是由代謝消化酶細(xì)菌產(chǎn)生的，比如芽孢桿菌、不動桿菌、微桿菌、微球菌和厭氧菌酵母，這些細(xì)菌被認(rèn)為是外源性產(chǎn)消化酶微生物。因此，益生元可以通過調(diào)節(jié)腸道菌群從而間接提升消化酶含量和活性，進(jìn)而提高魚的養(yǎng)殖效益。

2.改變魚腸道形態(tài)

飼料中添加益生元可以增加魚腸道吸收面積、微絨毛密度和高度以及絨毛結(jié)構(gòu)復(fù)雜性，這些腸道形態(tài)的改變既可以降低魚感染細(xì)菌的概率，也可以提升魚的生長性能。Dimitroglou(2010)的研究表明，在飼料中添加低聚甘露糖，通過光學(xué)顯微鏡觀察后發(fā)現(xiàn)，金頭鯛腸道的吸收表面積顯著增加；Merrifield(2010)通過研究認(rèn)為，魚腸道結(jié)構(gòu)改善可能與益生元發(fā)酵的最終產(chǎn)物有關(guān)，益生元發(fā)酵后的產(chǎn)物短鏈脂肪酸(SCFA)被腸細(xì)胞吸收和利用，進(jìn)而為腸細(xì)胞提供充足的能量，刺激腸道結(jié)構(gòu)改善，提高魚對營養(yǎng)物質(zhì)消化率和飼料利用率。

三、常見益生元在養(yǎng)魚生產(chǎn)中的應(yīng)用

益生元已被廣泛應(yīng)用于人們醫(yī)療和畜牧養(yǎng)殖等方面，取得了非常好的效果。在養(yǎng)魚應(yīng)用上可降低抗生素的使用，提升養(yǎng)殖綠色化水平。目前，養(yǎng)魚過程中常見的益生元主要為菊粉、低聚果糖和甘露寡糖。

1.菊粉

菊粉又稱菊糖，是研究和應(yīng)用最多的益生元之一。菊粉的來源十分廣泛，主要從植物中獲取，目前已發(fā)現(xiàn)超過3 600 多種植物中含有菊粉，菊粉因其廉價且易獲取已被廣泛制作成各種益生元產(chǎn)品。

當(dāng)前，菊粉是水產(chǎn)養(yǎng)殖中研究和應(yīng)用最廣泛的益生元之一，已被證實(shí)可以提升魚的生長性能和免疫水平。蔣飛(2017)在魚飼料中添加4種濃度的菊粉(0、0.25%、0.5%、1%)，8周后發(fā)現(xiàn)，對于暗紋東方鲀幼魚飼料中添加0.5%的菊粉養(yǎng)殖效果最佳；而Piccolo(2011)的試驗(yàn)表明飼料中添加0.8%菊粉對尖吻海鯛效果最佳，因此不同品種的魚對菊粉的需求不同，但應(yīng)用量一般是1%以內(nèi)，不同品種的魚對何種濃度的菊粉應(yīng)用效果最佳，仍需要大量的試驗(yàn)進(jìn)行研究。

2.低聚果糖

低聚果糖具有水溶性膳食纖維的生理特性，經(jīng)過大量的試驗(yàn)和應(yīng)用，尚未發(fā)現(xiàn)其具有遺傳毒性。低聚果糖來源十分廣泛，生產(chǎn)工藝也從第1代進(jìn)化至第3代，技術(shù)十分成熟。目前低聚果糖在我國已被批準(zhǔn)為保健食品，多年的應(yīng)用也證明了其安全無毒。

隨著低聚果糖在其他領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，水產(chǎn)養(yǎng)殖領(lǐng)域?qū)Φ途酃堑难芯亢蛻?yīng)用也逐漸增加。陸娟娟(2011)在魚飼料中添加5種濃度的低聚果糖(0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%)，研究發(fā)現(xiàn)0.4%的添加量可以顯著提升羅非魚的生長性能和非特異性免疫力。此外，將低聚果糖與枯草芽孢桿菌(益生菌的一種)同時使用，可以減少抗生素的使用，達(dá)到“減抗、替抗”的目的。

3.甘露寡糖

甘露寡糖廣泛存在于一些植物和微生物的細(xì)胞壁中，性質(zhì)穩(wěn)定且易溶于水，甘露寡糖無法被養(yǎng)殖動物消化吸收，但可以被動物腸道中的有益菌體攝取利用，從而使體內(nèi)的雙歧桿菌顯著增殖，已廣泛應(yīng)用于畜牧業(yè)中的飼料添加，可促進(jìn)蛋雞產(chǎn)蛋、提升肉豬生長等。

甘露寡糖目前在養(yǎng)魚上應(yīng)用較少，主要還處于研究階段。吳紅霞(2021)通過添加甘露寡糖于高糖飼料中飼喂尼羅羅非魚8周，對肉質(zhì)評價后發(fā)現(xiàn)添加甘露寡糖可以降低高糖飼料引起的魚肉質(zhì)地變化，這為降低魚飼料對動物性蛋白質(zhì)的依賴程度提供了新思路。

四、益生元在養(yǎng)魚生產(chǎn)應(yīng)用中存在的問題

淡水魚養(yǎng)殖品種眾多，對營養(yǎng)的需求也有些許差異。大量的研究表明，不同類別的魚對益生元的需求劑量也各不相同，目前尚未有統(tǒng)一的添加標(biāo)準(zhǔn)，仍需大量試驗(yàn)確定何種添加劑量最優(yōu)。此外，養(yǎng)魚離不開水，而一些益生元易溶于水，畜牧業(yè)中一些生產(chǎn)益生元制品的成熟技術(shù)可能不能直接應(yīng)用于魚的養(yǎng)殖，因此亟須探索水產(chǎn)養(yǎng)殖類的益生元制品生產(chǎn)工藝。

五、益生元在養(yǎng)魚生產(chǎn)中的應(yīng)用前景

常見的益生元生產(chǎn)工藝成熟，來源廣泛，價格低廉，經(jīng)過各領(lǐng)域多年應(yīng)用也證明了其安全穩(wěn)定，現(xiàn)有的政策法規(guī)允許添加于魚飼料。益生菌和益生元可以作為功能性物質(zhì)制成微生態(tài)制劑，但益生菌制成微生態(tài)制劑對工藝、運(yùn)輸、存儲要求較高，許多益生菌在高溫或胃酸條件下失去活性，無法到達(dá)腸道定植并發(fā)揮其益生功能，而大部分益生元的生產(chǎn)、運(yùn)輸和存儲過程對溫度的要求并不苛刻，在胃部也不易被消化，總體利用率高于益生菌。養(yǎng)魚時使用益生元更加便捷。

飼料是養(yǎng)魚生產(chǎn)成本的重要組成部分。部分魚的養(yǎng)殖仍然在很大程度上依賴于以魚粉和魚油作為水生動物的主要蛋白質(zhì)和脂質(zhì)來源。由于野生魚種群的枯竭以及魚粉和魚油價格的上漲，魚的養(yǎng)殖需要可持續(xù)性營養(yǎng)替代成分。目前，植物飼料是魚粉最常用的替代品。然而，大多數(shù)植物性飼料都存在一些缺點(diǎn)，如蛋白質(zhì)水平相對較低、氨基酸不平衡、適口性較低、存在抗?fàn)I養(yǎng)因子和非淀粉多糖。而益生元的功能成分被認(rèn)為可增強(qiáng)魚對植物性飼料的利用，在提升魚生長性能的同時降低養(yǎng)殖成本，具有廣闊的應(yīng)用前景。